Aditivos fitogênicos e butirato de sódio como promotores de crescimento de leitões desmamados^#

Phytobiotic additives and sodium butyrate as growth promoters of weanling pigs

Costa, L.B.^1*, Berenchtein, B.², Almeida, V.V.², Tse, M.L.P.², Braz, D.B.², Andrade, C.², Mourão, G.B.² e Miyada, V.S.²

¹UESC. Universidade Estadual de Santa Cruz. Departamento de Ciências Agrárias e Ambientais. Ilhéus, BA. Brasil. ^*leandro_esalq@yahoo.com.br
²Departamento de Zootecnia. ESALQ/USP. Escola Superior de Agricultura Luiz de Queiroz. Universidade de São Paulo. Piracicaba, SP. Brasil

^#Parte da Tese de Doutorado do primeiro autor.

RESUMO

O objetivo do trabalho foi estudar os efeitos de aditivos fitogênicos e butirato de sódio como alternativas aos antimicrobianos promotores de crescimento sobre o desempenho, digestibilidade, pH do conteúdo digestório e frequência de diarréia de leitões recém-desmamados. Um experimento em blocos casualizados completos, com duas repetições no tempo e 34 dias de duração cada, foi realizado para testar cinco tratamentos: controle (T1) dieta basal; antimicrobiano (T2) basal com 40 ppm de sulfato de colistina; fitogênico (T3) dieta basal com 500 ppm de aditivos fitogênicos microencapsulados; butirato de sódio (T4) dieta basal com 1500 ppm de butirato de sódio; fitogênico + butirato de sódio (T5) dieta basal com 500 ppm de aditivos fitogênicos + 1500 ppm de butirato de sódio. Para o desempenho e a frequência de diarréia, foram utilizados 120 leitões, oito repetições por tratamento e três animais por unidade experimental. A digestibilidade foi determinada em 60 leitões das quatro primeiras repetições, utilizan-do-se o método da coleta parcial de fezes e o óxido de cromo como marcador. Ao final do período experimental, um animal de cada baia, das quatro primeiros repetições, foi abatido para mensuração do pH do duodeno, jejuno e ceco. Foram testados contrastes específicos de importância prática. Embora, o desempenho dos leitões não tenha sido influenciado pelos tratamentos (p>0,05), o tratamento butirato de sódio (T4) apresentou os melhores resultados numéricos em ambos os períodos analisados. Também não houve diferença (p>0,05) entre os tratamentos para a frequência de diarréia e para o pH da digesta. Os leitões dos tratamentos fitogênico (T3) e butirato de sódio (T4) apresentaram a média de coeficiente de digestibilidade aparente da energia superior (p=0,07) ao dos leitões do tratamento fitogênico + butirato de sódio (T5). Assim, em condições de creche experimental, não ficou evidenciado qualquer efeito dos aditivos fitogênicos e do butirato de sódio como promotores de crescimento de leitões recém-desmamados alimentados com dietas complexas e altamente digestíveis.

Palavras chave: Antimicrobianos. Digestibilidade. Diarréia. pH digestório. Suínos.

SUMMARY

The purpose of this work was to evaluate phytobiotic additives and sodium butirate as alternatives to antimicrobial growth promoters based on performance, digestibility, digesta pH and diarrhea incidence of weanling pigs. A 34-d randomized complete block design experiment, two replicates in the time, was carried out to compare five treatments: control (T1) basal diet; antimicrobial (T2) basal diet with 40 ppm of colistin sulfate; phytobiotic (T3) basal diet with 500 ppm of microencapsulated natural phytobiotics; sodium butyrate (T4) basal diet with 1500 ppm of sodium butyrate; and phytobiotic + sodium butyrate (T5) basal diet with 500 ppm of natural ptytobiotics + 1500 ppm of sodium butyrate. One hundred and twenty piglets, eight replications per treatment, and three animals per experimental unit were used for performance data and diarrhea incidence. For digestibility assay, 60 piglets of first four replications were considered, using chromium oxide as fed marker. At the end of experimental period, an animal per pen of first four replications was slaughtered for digesta pH measurements. Specific contrasts of practical importance were tested. No differences were found in performance data (p>0.05), however numerically sodium butyrate (T4) showed the best results in both periods. The treatments did not show any effect (p>0.05) on diarrhea incidence and on digesta pH. Energy digestibility coefficient average of phytobiotic additives (T3) and sodium butyrate (T4) was higher (p= 0.07) than that of phytobiotic + sodium butyrate (T5). Therefore, in the experimental nursery condition, there was no evidence of natural phytobiotic and sodium butyrate as growth promoters of weanling pigs fed complex diet with high digestibility raised.

Key words: Antimicrobials. Digestibility. Diarrhea. Digesta pH. Swine.

Introdução

A tecnificação do sistema de produção de suínos proporciona aumento de desempenho e melhora da produtividade das matrizes pela redução do período de amamentação para três semanas. Em contrapartida, uma limitação séria da redução do período de amamentação é o aumento do risco de diarréia após o desmame, que provoca retardamento no crescimento e aumento de mortalidade dos leitões com custos adicionais com medicação (Viola e Vieira, 2003). A produção animal faz uso de vários antimicrobianos em dosagens subclínicas, constituindo-se no setor que lidera mundialmente o consumo desses produtos (Costa et al., 2007).

A propriedade antiséptica das plantas medicinais e aromáticas e de seus extratos tem sido observada desde a antiguidade. Com o passar do tempo, houve grande evolução no conhecimento sobre as plantas devido, em parte, às modernas técnicas laboratoriais, que levaram ao isolamento sistemático e caracterização dos princípios ativos contidos nestas fontes vegetais (Costa et al., 2007).

Os benefícios dos extratos vegetais para os animais podem estar relacionados ao aumento das secreções digestivas, melhora da digestibilidade e absorção dos nutrientes, modificação da microbiota intestinal, estimulação do sistema imune e atividades antibacterianas, coccidiostáticas, antihelmínticas, anti-viral ou anti-inflamatória e propriedades antioxidantes.

Os ácidos orgânicos, por sua vez, caracterizados como ácidos fracos e de cadeia curta, são amplamente distribuídos na natureza como constituintes naturais de plantas ou tecidos animais, mas também são obtidos por meio da fermentação de carboidratos predominantemente no intestino grosso de suínos.

Assim como os extratos vegetais, o sucesso do uso de ácidos orgânicos em dietas de suínos requer um entendimento de seus modos de ação. Considera-se primeiramente que os ácidos orgânicos e seu sais baixem o pH gástrico, resultando em aumento do tempo de retenção gástrica e em um aumento da atividade de enzimas proteolíticas. Podem, também, reduzir a capacidade tamponante da dieta, inibir a proliferação e/ ou colonização de microrganismos indesejáveis tanto nas matérias primas e rações, quanto no trato gastrintestinal dos animais, atuar sobre a fisiologia da mucosa, servir como substrato no metabolismo secundário e promover um aumento da disponibilidade dos nutrientes da dieta melhorando a digestão, a absorção e a retenção dos mesmos (Penz Jr. et al., 1993; Silva, 2002).

Muitas questões a respeito da eficácia destes dois aditivos necessitam ser esclarecidas. Portanto, este trabalho teve como objetivo comparar e avaliar os efeitos de aditivos fitogênicos e o butirato de sódio (um sal de ácido orgânico) no desempenho, digestibilidade aparente dos nutrientes, pH dos conteúdos do estômago, intestino e ceco e frequência de diarréia de leitões recémdesmamados.

Material e métodos

Foram utilizados 120 leitões híbridos comerciais com peso médio inicial de 6,10±1,21 kg distribuídos em um delineamento em blocos casualizados completos com cinco tratamentos, oito repetições por tratamento e três animais por unidade experimental (dois machos e uma fêmea ou duas fêmeas e um macho por baia). Os animais receberam ração e água à vontade durante todo período experimental de 34 dias, quando atingiram o peso médio final de 20,56±3,44 kg. Como a creche experimental possuía apenas 20 baias, foram realizadas duas repetições no tempo com 60 animais em cada repetição.

Os tratamentos consistiram de: controle (T1) dieta basal; antimicrobiano (T2) dieta basal com 40 ppm de sulfato de colistina; fitogênico (T3) dieta basal com 500 ppm de aditivos fitogênicos microencapsulados (óleo essencial de tomilhoThymus vulgaris (25%), canela Cinnamonum zeylanicum (22%), eucalipto Eucalyptus urophylla (16%), Melaleuca alternifolia (14,5%), Echinaceae angustifolia (9%), extrato de gengibre Zingiber officinale (8%), pimenta Capsicum frutescens (4,5%) e 1% do carreador dióxido de sílica); butirato de sódio (T4) dieta basal com 1500 ppm de butirato de sódio microencapsulado; fitogênico + butirato de sódio (T5) dieta basal com 500 ppm de aditivos fitogênicos + 1500 ppm de butirato de sódio micro-encapsulados.

Para a determinação dos dados de desempenho nos períodos de 1 a 14 e 1 a 34 dias, foram registradas as quantidades de ração consumida e realizadas pesagens dos animais no início e no final de cada fase.

Para a determinação da digestibilidade aparente dos nutrientes, 60 leitões, da primeira repetição no tempo, receberam as respectivas rações experimentais acrescidas de 0,05% de óxido de cromo (Cr²O³) como marcador dietético. Utilizou-se o método da coleta parcial de fezes, sendo a ração com o marcador fornecida a partir do 22^odia de experimento. A coleta de fezes foi feita durante cinco dias (manhã e tarde) e teve início após sete dias de fornecimento do marcador na dieta (29^odia).

Para determinação do pH das dietas experimentais (pré-inicial e inicial), coletouse uma amostra de cerca de 10 g de cada dieta, que foi colocada em um becker contendo 90 ml de água deionizada e, posteriormente, agitada em agitador elétrico até a obtenção de uma suspensão. A leitura do pH foi realizada por um peagâmetro (Thermo Orion 210 A+).

Ao final do experimento, após período de jejum de 14 horas, um animal de cada unidade experimental (total de 20 animais), dos quatro primeiros blocos, foi sacrificado, retirados os órgãos digestórios (estômago, jejuno e ceco) para mensuração do pH do conteúdo dos respectivos órgãos.

Antes da retirada destes órgãos eles foram amarrados em suas extremidades para não haver mistura dos conteúdos e, assim, não comprometer os valores de pH. No estômago, foi feita uma incisão na região esofágica, a mais ou menos 2 cm do esôfago, homogeneização da digesta e, em seguida, a mensuração do pH. Para o jejuno, a mensuração foi feita em sua parte mediana, após homogeneização da digesta. No ceco, também foi feita homogeneização da digesta e a mensuração do pH na sua parte caudal.

A frequência de diarréia foi analisada diariamente, através da avaliação visual das fezes, atribuindo notas 1 e 2 para cada baia de acordo com a consistência das fezes, sendo: (1) presença de diarréia e (2) fezes normais. Assim, pode-se calcular a percentagem de dias com ocorrência de diarréia nos períodos de 1 a 14 e 1 a 34 dias de experimentação.

Os dados foram analisados pelo SAS LAB para verificação da adequação dos dados ao modelo linear. Posteriormente, foi feita análise de variância pelo PROC GLM (general linear models) do SAS (2001). Para as variáveis de desempenho e freqüência de diarréia, também foram considerados os efeitos de tempo no modelo principal. A interação tratamento x tempo não foi significativa (p>0,05), sendo, portanto, retirada do modelo de análise.

Para a variável frequência de diarréia, utilizou-se a distribuição binomial da metodologia dos modelos lineares generalizados (Nelder e Wedderburn, 1972), com auxílio do PROC GLIMMIX do SAS e a função de ligação Logit. Foram testados contrastes específicos de maior interesse para aplicação prática.

Resultados e discussão

Os valores de pH das dietas pré-inicial (1 a 14 dias) e inicial (14 a 34 dias) são apresentados na tabela II.

Os valores médios de pH das dietas préinicial e inicial foram muito próximos, inclusive para as dietas que receberam o aditivo butirato de sódio.

O maior CDR pode ser consequência da melhor palatabilidade, cheiro ou flavour do ácido butírico. O leite das fêmeas suínas possui de 1 a 4% de ácido butírico na sua gordura e isto confere um cheiro característico. Uma explicação para maior ingestão de ração suplementada com ácido butírico, pelos leitões, seria o fato de serem atraídos pelo cheiro característico recordando o leite materno (Janssens e Nollet, 2002). Assim, o maior GDP dos leitões que receberam butirato de sódio (T4) foi consequência da maior ingestão de ração, uma vez que a CA não foi afetada.

Tanto isoladamente quanto em combinação com o butirato de sódio, o aditivo fitogênico não afetou o desempenho dos leitões. Alguns aditivos fitogênicos apresentam alto poder antimicrobiano sobre diversos patógenos em estudosin vitro. In vivo, há uma grande divergência nos resultados encontrados. Este efeito sobre os microrganismos patógenos podem influenciar diretamente a performance animal. Alguns estudos apresentam resultados positivos (Alçiçek et al., 2004; Costa et al., 2007) e outros não mostram qualquer efeito (Cross et al., 2003; Gardiner et al., 2008; Hermann et al., 2003; Lee et al., 2003; Manzanilla et al., 2004, 2006; Utiyama et al., 2006) no desempenho dos animais.

Apesar de não haver diferença estatística no desempenho dos animais que receberam o tratamento antimicrobiano (T2) em relação aos animais do tratamento controle (T1), o P14, o CDR e o GDP dos leitões que receberam o antimicrobiano foram numericamente inferiores aos dos animais controle. O tratamento antimicrobiano acarretou queda de 4% no P14, de 8% no CDR e de 7% no GDP dos animais em relação aos do tratamento controle, embora não afetando a CA. Uma possível piora na palatabilidade da ração ou qualquer outro efeito de difícil identificação pode ter influenciado o consumo dos animais. Dietas altamente digestíveis limitam o crescimento de microrganismos patógenos no trato digestório, pela redução de substrato disponível ao crescimento microbiano, diminuindo, assim, a ação dos antibióticos e quimioterápicos em melhorar o desempenho animal. O mesmo pode acontecer se os animais forem alojados em instalações experimentais com baixo nível de contaminação e rigoroso controle sanitário, não caracterizando a eficácia destes aditivos sobre a produção animal (Oetting et al., 2006), podendo os antimicrobianos não diferirem do tratamento controle e até promoverem ligeiras quedas no desempenho dos animais, como no presente experimento.

Para o período total de 1 a 34 dias de experimentação, os resultados médios de peso vivo inicial (P1), peso vivo aos 34 dias (P34), CDR, GDP e CA dos leitões são apresentados na tabela IV.

Para o período experimental de 1 a 34 dias, os leitões do tratamento butirato (T4) apresentaram melhor CA que os leitões do tratamento fitogênico (T3) (p= 0,09). A melhor CA pode ter sido resultado de melhor absorção dos nutrientes, aliada ao menor gasto de energia e proteína para a manutenção do trato gastrintestinal. Manzanilla et al. (2006), estudando a substituição de avilamicina por butirato de sódio ou aditivos fitogênicos na dieta de leitões, observaram melhor eficiência alimentar para os animais que receberam butirato de sódio em suas dietas. Estes autores sugerem que a melhora na eficiência alimentar dos animais pode ser devido à maior saúde intestinal e a melhor eficiência no uso dos nutrientes da ração.

O P34, o CDR e o GDP dos leitões não foram influenciados (p>0,05) pelos trata-mentos. Contudo, os leitões que receberam os tratamentos fitogênico (T3) e fitogênico + butirato (T5) apresentaram resultados numéricos ligeiramente inferiores de P34, de CDR e de GDP em relação àqueles que receberam os demais tratamentos. Comparando os tratamentos que continham aditivos substitutos do antibiótico, o tratamento fitogênico (T3) determinou queda de 4,7% no P34, de 4,3% no CDR e de 8,9% no GDP, dos animais, quando comparado aos do tratamento butirato (T4). O tratamento fitogênico + butirato (T5) apresentou queda de 4,0% no P34, de 6,4% no CDR e de 7,7% no GDP dos animais, quando comparadoaos do tratamento butirato (T4). É importante ressaltar que o butirato de sódio pode apresentar alguns mecanismos de ação específicos (Pouillart, 2002 citado por Janssens e Nollet, 2002), sendo que um dos principais mecanismos estaria relacionado ao fato de ser fonte de energia para a manutenção e recomposição da mucosa intestinal. O butirato, também, estimula a diferenciação celular, a atividade endócrina e exócrina do pâncreas, a secreção de enzimas digestivas (Pouillart, 1998), melhora o sistema imune não específico e aumenta a imunidade local específica (Pouillart, 2002 citado por Janssens e Nollet, 2002).

Algumas pesquisas apontam efeito sinérgico entre os princípios ativos primários e secundários das plantas, onde os compostos secundários atuariam como potencializadores dos compostos primários (Kamel, 2000). No entanto, também podem ser observados efeitos antagônicos entre os princípios ativos presentes nos compostos fitogênicos, assim como entre os diferentes aditivos promotores de crescimento animal (Mellor, 2000).

Os aditivos fitogênicos apresentam substâncias com odores fortes, sabor acentuado e fatores pungentes que podem interferir no consumo de ração dos animais (Schöne et al., 2006). No período de 1 a 14 dias isto não foi observado, porém, para o período de 1 a 34 dias, possivelmente devido ao maior tempo de contato com os produtos (efeito cumulativo), estes podem ter interferido no CDR e, consequentemente, prejudicado o desempenho animal.

A tabela V apresenta as médias dos coeficientes de digestibilidade aparente da matéria seca, proteína bruta e energia bruta em função dos tratamentos.

Os leitões dos tratamentos fitogênico (T3) e butirato de sódio (T4) apresentaram maior média no coeficiente de digestibilidade aparente da energia bruta (p= 0,07), quando comparado com os leitões do tratamento fitogênico + butirato de sódio (T5), porém menor que os leitões do tratamento controle. Conforme elucidado anteriormente, pode ter ocorrido um efeito antagônico quando ambos aditivos foram misturados, fitogênico + butirato (T5), prejudicando a eficiência dos mesmos sobre a digestibilidade aparente e, assim, não demonstrando seus efeitos sobre a digestão e absorção dos nutrientes. A melhora da digestibilidade da energia, proporcionada pelos tratamentos fitogênico (T3) e butirato de sódio (T4), pode ter sido causada pela menor utilização da energia pela microbiota patogênica. Ambos aditivos apresentam efeitos diretos sobre a microbiota intestinal, promovendo a morte ou a estabilização de seu crescimento. Os aditivos fitogênico (T3) e butirato de sódio (T4) podem ter atuado sobre os microrganismos patogênicos diminuindo a fermentação e aumentando a disponibilidade de energia para absorção. Outro modo de ação destes aditivos estaria relacionado com aumento no tempo de retenção gástrica (baixo esvaziamento gástrico) (Manzanilla et al., 2004) e, consequentemente, aumento da ação de enzimas. Devido a isso, moléculas de carboidratos, lipídios e proteínas podem ser melhor hidrolisadas promovendo efeito benéfico sobre a digestão e absorção dos nutrientes (Gaber e Sauer, 1994).

Não foi observada diferença (p>0,05) entre os tratamentos para o pH do conteúdo do estômago, do jejuno e do ceco dos animais. Devido ao jejum de 14 horas que os animais foram submetidos, foi observado pouco conteúdo nos órgãos digestórios dificultando a mensuração do pH.

Os dados do presente experimento estão de acordo com alguns trabalhos, em que a adição de extratos vegetais (Gardiner et al., 2008; Manzanilla et al., 2006) ou ácidos orgânicos (Biagi et al., 2006; Manzanilla et al., 2006; Omogbenigun et al., 2003; Silva, 2002; Walsh et al., 2007a, 2007b) não tiveram qualquer efeito no pH do conteúdo do trato digestório ou das fezes dos animais. Por outro lado, alguns autores encontraram reduções no pH do conteúdo estomacal (Bolduan et al., 1988a, 1988b; Radcliffe et al., 1998; Risley et al., 1992; Tomlinson e Lawrence, 1981), do ceco (Braz, 2007) e do cólon (Manzanilla et al., 2004; Namkung et al., 2004) de animais que receberam ácidos orgânicos em suas dietas.

Os resultados de pH do conteúdo do trato digestório, encontrados na literatura, são bastante contraditórios. Manzanilla et al. (2004), estudando a adição de extratos vegetais (0, 150 e 300 ppm) ou ácido fórmico (0 e 5000 ppm) na dieta de leitões recémdesmamados observaram um aumento no pH do conteúdo estomacal dos animais que receberam os referidos aditivos. Os autores explicam o resultado pela possível capacidade tamponante da dieta utilizada no estudo. Em outro trabalho, Mrozet al. (2000), pesquisando a adição de diferentes ácidos orgânicos (fórmico, fumárico e butírico) na dieta de suínos em crescimento e terminação, encontraram melhora na digestibilidade dos nutrientes devido a diminuição da capacidade tamponante da dieta quando o calcário (1,2% da dieta) foi parcialmente substituído pelo benzoato de cálcio (2,4% da dieta).

No presente trabalho, a capacidade tamponante da dieta pode ter sido responsável pela não mudança do pH dietético, uma vez que o caulim adicionado às dietas, juntamente com fontes de minerais e de proteínas podem ter elevado o poder tampão. Este fator pode ter sido determinante para a semelhança dos valores de pH do conteúdo digestório para todos os tratamentos, além disso a baixa inclusão do butirato de sódio nas rações pode não ter sido suficiente para a acidificação tanto das dietas quanto do conteúdo do trato digestório, uma vez que o produto micro-encapsulado continha somente 29% de butirato.

As percentagens médias de ocorrência de diarréia estão apresentadas na tabela VII, para os períodos de 1 a 14 e 1 a 34 dias de experimentação.

Não foram observadas diferenças (p>0,05) entre os tratamentos para a frequência de diarréia no período de 1 a 14 e 1 a 35 dias de experimentação. Estes resultados estão de acordo com outros trabalhos no qual não foi observado diferenças significativas entre os tratamentos quando leitões recém-desmamados receberam ácido fórmico e/ou extratos vegetais (Manzanilla et al., 2004) e probiótico, ou prebiótico, ou extratos vegetais (Utiyamaet al., 2006) como substitutos do antibiótico em suas rações.

A alta digestibilidade da ração fornecida aos leitões, provavelmente contribuiu para a ausência de resposta na porcentagem de animais com diarréia, pois pode ter reduzido a quantidade de substrato não digerível e disponível aos patógenos no lúmen intestinal e, consequentemente, reduzido o efeito dos aditivos sobre a microbiota patogênica.

Grande parte da população microbiana está presente no intestino grosso dos suínos. No entanto, tem sido estabelecido que a microbiota do intestino delgado é de suma importância na determinação da diarréia (Buddle e Bolton, 1992) e pode afetar, também, o sistema imune (Anderson et al., 1999). No intestino delgado, os lactobacilos são os de maior presença, seguido pelas enterobactérias, como a E. coli, com algumas cepas extremamente patogênica para os suínos, nas fases de maternidade e creche.

O desempenho, o pH do conteúdo digestório e a incidência de diarréia dos leitões não foram afetados pelos aditivos. Assim, em condições de creche experimental, não ficou evidenciado qualquer efeito dos aditivos fitogênicos e do butirato de sódio como promotores de crescimento de leitões recém-desmamados alimentados com dietas complexas e altamente digestíveis.

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Recibido: 23-4-09
Aceptado: 22-7-09